WO2019003702A1 - 動力伝達軸及びその製造方法 - Google Patents

動力伝達軸及びその製造方法 Download PDF

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清和 中根
浩倫 駒井
小金 朱
肇幸 増田
健一郎 石倉
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    • F16F15/322—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels the rotating body being a shaft
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    • F16C2300/40—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions
    • F16C2300/42—Application independent of particular apparatuses related to environment, i.e. operating conditions corrosive, i.e. with aggressive media or harsh conditions
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2226/00—Manufacturing; Treatments
    • F16F2226/04—Assembly or fixing methods; methods to form or fashion parts
    • F16F2226/048—Welding

Definitions

  • the present invention relates to a power transmission shaft and a method of manufacturing the same.
  • a propeller shaft as a conventional power transmission shaft is known, for example, as described in Patent Document 1 below.
  • the weight balance in the rotational direction is adjusted by welding a substantially plate-like balance weight made of iron-based metal to the outer peripheral surface of the steel pipe. Then, after welding this balance weight, the surface of the power transmission shaft is painted, for example, to prevent the power transmission shaft from rusting.
  • the present invention has been devised in view of the technical problems of the conventional power transmission shaft, and suppresses the local progress of corrosion in the peripheral area of the balance weight, and the durability of the power transmission shaft is improved. It is an object of the present invention to provide a power transmission shaft that can be improved and a method of manufacturing the same.
  • At least a portion of the balance weight is coated with a sacrificial anticorrosive material containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the cylinder.
  • At least a part of the balance weight may be provided with a sacrificial metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the cylinder.
  • the power transmission shaft according to the present invention prepares a plurality of balance weights of different weights, at least a part of which is coated with a sacrificial anticorrosive material containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the cylinder.
  • a process a process of specifying the attachment position and weight of the balance weight attached to the cylinder according to the rotational unbalance of the power transmission shaft, a process of welding the specified balance weight to the cylinder, and the balance weight And b. Coating the body.
  • the present invention it is possible to suppress the local progress of corrosion in the peripheral area of the balance weight and to improve the durability of the power transmission shaft.
  • FIG. 1 is a semi-longitudinal cross-sectional view of a propeller shaft to which a power transmission shaft according to the present invention is applied.
  • 1 is a first embodiment of the present invention, showing a balance weight of one-point fastening type, in which (a) is a plate having a relatively large weight, (b) is a rod having a relatively small weight, (c ) Is a longitudinal sectional view of the same figure (a) (b).
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, which shows a balance weight of a two-point fastening type, wherein (a) is a plate having a relatively large weight, (b) is a rod having a relatively small weight, (c ) Is a longitudinal sectional view of the same figure (a) (b).
  • piece fastening type shown in FIG. 3 is shown, (a) is a perspective view, (b) is a side view.
  • the balance weight of 3 point fastening type is shown, (a) is a perspective view, (b) is a side view.
  • the balance weight of a spot welding type is shown, (a) is a perspective view, (b) is a side view. It is the schematic of the spot welding apparatus of balance weight.
  • the balance weight of a riveting type is shown, (a) is a perspective view, (b) is a side view. The procedure of attaching the balance weight shown in FIG. 13 is shown, where (a) is a step of welding a rivet, (b) is a step of inserting the weight main body into the rivet, and (c) is a step of propeller shaft It is a cross-sectional view. It is a cross-sectional view of the propeller shaft which shows 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 shows a semi-longitudinal cross-sectional view of a propeller shaft 1 showing the entire form of a propeller shaft 1. Further, in the description of this figure, for convenience, the left side in the figure is described as “front” and the right side is “rear”, and the direction along the rotation axis Z of the propeller shaft 1 is “axial direction”, around the rotation axis Z The direction is described as “circumferential direction”.
  • the propeller shaft 1 has a shaft member 2 that transmits the driving force of a driving source (not shown). Joints J1 and J2 are provided at front and rear end portions of the shaft member 2.
  • the propeller shaft 1 has the front end side linked to the transmission not shown and the rear end linked to the differential not shown so that the power input from the transmission not shown is not shown. Transmit to the differential side.
  • a balance weight 3 which is a weight made of a plate material of iron-based metal and correcting a rotational unbalance of the propeller shaft 1 is attached.
  • the balance weight 3 is provided with a weight sufficient to cancel the rotational unbalance on the opposite side of the rotational axis Z of the portion where the rotational unbalance of the shaft member 2 occurs. Thereby, the said rotation unbalance is canceled and the vibration and resonance of the propeller shaft 1 by the said rotation unbalance are suppressed.
  • FIGS. 2 to 10 show a first embodiment of a power transmission shaft and a method of manufacturing the same according to the present invention.
  • the balance weight 3 is attached to the shaft member 2 by projection welding.
  • FIG. 2 shows a single-point welding type in which one point is welded, where (a) is a relatively heavy plate-like one, (b) is a relatively small rod-like one, and (c) is the same a)
  • the longitudinal cross-sectional view of (b) is shown.
  • Fig. 3 shows a two-point fastening type in which two points are welded, where (a) is a relatively heavy plate-like one, (b) is a relatively small rod-like one, and (c) is the same a)
  • the longitudinal cross-sectional view of (b) is shown.
  • FIG. 4 shows a modified example of the two-point fastening type shown in FIG. 3, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view.
  • FIG. 5 shows a three-point fastening type in which three points are welded, where (a) is a perspective view and (b) is a side view.
  • the balance weight 3 has a substantially uniform thickness (plate thickness) and the shaft member 2
  • the plate member is a substantially rectangular plate that is rectangular in plan view and is long in the circumferential direction, and is curved in the circumferential direction with a curvature corresponding to the curvature of the outer peripheral surface of the shaft member 2.
  • the shaft member 2 has a substantially uniform thickness and It may be formed in the shape of an elongated rod curved and extended along the circumferential direction of
  • projections 3a as welding projections which project inward from the outside according to the number of welding.
  • the projection 3a is integrally formed with the plate by pushing a part of the plate from the outside to the inside. Then, the balance weight 3 is projection-welded to the shaft member 2 through the projection 3 a.
  • the projection 3a in addition to a substantially spherical shape having a substantially arc-shaped cross section, as shown in FIG. 4 (a) It may be formed in such a pointed shape, that is, a substantially conical shape having a substantially triangular cross section.
  • a sacrificial metal coating 4 in particular, is easily peeled off at the time of welding (during pressure). There is an advantage that strong bonding based on good current can be achieved.
  • FIG. 6 shows a variation of the formation mode of the sacrificial metal film 4 formed on the balance weight 3 shown in FIG. 3, in which (a) is formed on the outer surface, (b) is formed on the inner surface, c) shows those formed on the outer side and the inner side, and (d) shows those formed on the outer side and the inner side and the outer peripheral side.
  • the balance weight 3 is a sacrificial metal material containing a metal having a larger ionization tendency than the metal (in the present embodiment, “iron-based metal”) constituting the shaft member 2. It is covered by a metal coating 4.
  • the sacrificial metal material for example, zinc, magnesium, aluminum or an alloy containing these metals corresponds, and in the present embodiment, “zinc” is adopted.
  • the sacrificial metal coating 4 is a part of the balance weight 3, for example, only the outer side 3b as shown in FIG. 6 (a), only the inner side 3c as shown in FIG. 6 (b). It can be formed only on both sides of the outer side 3b and the inner side 3c.
  • the sacrificial metal film 4 may be formed on the entire balance weight 3 as shown in FIG. 6D, that is, on all the surfaces of the outer surface 3b and the inner surface 3c and the outer surface 3d.
  • the sacrificial metal film 4 can be formed on part of the balance weight 3 by electroplating, spray or the like, for example, before or after the welding of the balance weight 3.
  • the sacrificial metal film 4 may be formed on the balance weight 3 by molding the balance weight 3 from a steel plate to which the sacrificial metal film 4 has been applied in advance, such as press forming a plated steel plate as described later.
  • the balance weight 3 press-molds a plated steel plate as described later, and then adds the sacrificial metal coating 4 to the outer peripheral surface (cutting surface), and the entire balance weight 3 is the sacrificial It is desirable to be covered by the metal coating 4.
  • FIG. 7 shows a schematic view of a forming apparatus of the balance weight 3
  • FIG. 8 shows a schematic view of a projection welding apparatus of the balance weight 3.
  • FIG. 9 shows a flow chart showing the mounting procedure of the balance weight 3.
  • a plurality of coated balance weights 3 of different weights are prepared.
  • a known plated steel plate CP which is a strip-shaped material wound in a coil shape, is formed by pressing the sacrificial metal coating 4 in advance on both the outer surface 3b and the inner surface 3c.
  • the balance weight 3 on which the sacrificial metal film 4 is formed is manufactured. Specifically, the tip of the plated steel plate CP wound in a coil shape is drawn in, sandwiched between the upper die D1 and the lower die D2, and punched out by a punch (not shown) provided on the upper die D1. Thus, the balance weight 3 is molded.
  • the protrusions 3a shown in FIGS. 2 to 5 are also formed at the time of molding. The above corresponds to the "step of preparing balance weight" according to the present invention.
  • the balance weight 3 is attached to the propeller shaft 1 according to the flowchart shown in FIG. That is, after the propeller shaft 1 is assembled (step S1), the propeller shaft 1 is mounted on a balance correction machine (not shown) and rotated to measure the rotational balance of the propeller shaft 1 (step S2). ). Then, the amount of rotational unbalance of the propeller shaft 1 and the phase of the unbalance are calculated and output by the balance correction machine (not shown) (step S3).
  • the above corresponds to the “step of specifying the attachment position and weight of the balance weight” according to the present invention.
  • the balance weight 3 is attached to the shaft member 2 of the propeller shaft 1 based on the measurement result by the balance correction machine (step S4).
  • the upper electrode whose shaft member 2 is a fixed electrode so that the mounting position of the balance weight 3 faces the lower electrode 62 based on the measurement result. It is supported by the lower recess 61 a.
  • the balance weight 3 of the weight selected based on the measurement result is placed on the lower electrode 62 which is a movable electrode. Thereafter, the lower electrode 62 ascends, and electricity is supplied in a state where the inner peripheral side (protrusion 3a) of the balance weight 3 is pressed against the outer peripheral surface of the shaft member 2, thereby melting the projection 3a.
  • the balance weight 3 is welded to the outer peripheral surface of the shaft member 2. The above corresponds to the “step of welding the balance weight to the cylinder” according to the present invention.
  • reference numeral 63 denotes a cylinder for raising and lowering the lower electrode 62
  • reference numeral 64 denotes a detection coil for detecting a current applied to the upper electrode 61
  • reference numeral 65 denotes a displacement amount of the lower electrode 62.
  • the displacement sensor to measure is shown.
  • reference numeral 66 indicates a management device that manages the power supply 68 based on the detection result of the detection coil 64
  • reference numeral 67 indicates a determination device that determines the quality of welding based on the determination result of the displacement sensor 65.
  • step S5 the rotational balance of the propeller shaft 1 is measured again by the balance correction machine (not shown) (step S5). Then, it is determined whether or not the measured rotational balance is corrected to a predetermined imbalance value or less (step S6).
  • step S7 when it is judged Yes, while correction of rotation unbalance is completed (step S7), when it is judged No, it returns to step S4, and balance weight for the part where rotation balance is insufficient.
  • the surface of the shaft member 2 to which the balance weight 3 is welded, including the balance weight 3, is painted using, for example, a spray gun or the like (not shown), whereby the propeller shaft 1 is completed.
  • a spray gun or the like not shown
  • FIG. 19 shows an image showing the mechanism of the progress of corrosion in the conventional propeller shaft
  • FIG. 20 shows an enlarged view of a part A in FIG.
  • a coating film C is formed by coating on the outer peripheral surface of the steel pipe 10 in the peripheral region of the balance weight 30, but the coating film C permeates water (H 2 O) not a little.
  • the interface B between the coating film C and the steel pipe 10 has a lower oxygen concentration than the gap S between the inner surface of the balance weight 30 and the outer peripheral surface of the steel pipe 10. For this reason, water (H 2 O) transmitted through the coating C is accumulated at the interface B between the coating C and the steel pipe 10, whereby the interface B side becomes an anode and the gap S side becomes a cathode between the interface B and the gap S.
  • a so-called "concentration cell (air flow difference cell)" is formed.
  • iron ions Fe 2+
  • H 2 O water
  • Fe ⁇ Fe 2+ + 2e ⁇ iron ions
  • O 2 oxygen
  • this eluted iron ion (Fe 2+ ) is oxidized by oxygen (O 2 ) in water (H 2 O) to produce iron hydroxide (Fe (OH) 2 ) (2Fe + O 2) + 2H 2 O ⁇ 2Fe (OH) 2 ).
  • iron oxyhydroxide (FeOOH) is produced on the interface B side (2Fe (OH) 2 + O 2 ⁇ 2FeOOH). Then, the iron oxyhydroxide (FeOOH) is dehydrated to precipitate red rust (Fe 2 O 3 ), which is an iron oxide (2FeOOH ⁇ Fe 2 O 3 + 2H 2 O).
  • the iron oxyhydroxide (FeOOH) generated on the interface B side flows into the gap S side, and the electrons released by the elution of the iron ion (Fe 2+ ) It combines with (e ⁇ ) to form a cathode and black rust (Fe 3 O 4 ) is formed (FeOOH + 2e ⁇ ⁇ 2Fe 3 O 4 + 2H 2 O + OH ⁇ ).
  • the pH is increased by black rust (Fe 3 O 4 ), and the anticorrosion effect is exhibited.
  • FIG. 10 is an image view showing the mechanism of the progress of corrosion in the propeller shaft 1 according to the present embodiment.
  • the entire surface of the balance weight 3 is a sacrificial metal material containing a metal having a larger ionization tendency than the metal (iron-based metal) constituting the shaft member 2 It is covered by a sacrificial metal coating 4 made of ("zinc" in this embodiment).
  • the water (H 2 O) passing through the coating film C is adsorbed to the surface of the balance weight 3 by the water (H 2 O), the iron-based metal prior to the iron-based metal constituting the shaft member 2 While zinc ions (Zn 2+ ) constituting the sacrificial metal film 4 having a larger ionization tendency are eluted, electrons (e ⁇ ) are released (Zn ⁇ Zn 2+ + 2e ⁇ ). Then, electrons (e ⁇ ) emitted from zinc flow from the balance weight 3 side to the shaft member 2 side. As a result, the balance weight 3 side becomes an anode and the shaft member 2 side becomes a cathode.
  • the eluted zinc ion (Zn 2+ ) is oxidized by oxygen (O 2 ) in water (H 2 O), so that the sacrificial metal film 4 made of the zinc is white.
  • rust (ZnO + Zn (OH) 2 ) is generated (2Zn + O 2 + 2H 2 O ⁇ ZnO + Zn (OH) 2).
  • the white rust (ZnO + Zn (OH) 2 ) becomes a protective film because of a dense thin film, and the progress of the corrosion of the sacrificial metal film 4 on the balance weight 3 side is suppressed.
  • zinc (Zn) constituting the sacrificial metal film 4 is eluted earlier than iron-based metal (Fe) constituting the shaft member 2 as described above, and balance is achieved.
  • the sacrificial anticorrosive effect is exhibited based on the generation of the current from the weight 3 side to the shaft member 2 side.
  • the unique effects based on the following configuration can be achieved to solve the problems of the conventional propeller shaft.
  • the propeller shaft 1 is a power transmission shaft having a shaft member 2 which is a cylindrical body made of iron-based metal, and a balance weight 3 made of iron-based metal welded to the outer peripheral surface of the shaft member 2. At least a part of the weight 3 is covered with a sacrificial metal coating 4 made of a sacrificial anticorrosive material (in the present embodiment, “zinc”) containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the shaft member 2.
  • a sacrificial metal coating 4 made of a sacrificial anticorrosive material (in the present embodiment, “zinc”) containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the shaft member 2.
  • the sacrificial metal coating 4 made of a sacrificial anticorrosive material containing a metal having a larger ionization tendency than the iron-based metal constituting the shaft member 2 It is done. For this reason, the sacrificial metal film 4 of the balance weight 3 corrodes earlier than the shaft member 2, and the shaft member 2 side in the peripheral region of the balance weight 3 becomes cathodically. Thereby, local corrosion of the shaft member 2 in the circumferential area of the balance weight 3 can be suppressed.
  • the balance weight 3 is formed of a plate material, and the sacrificial anticorrosive material (the sacrificial metal film 4) covers the surface of the balance weight 3.
  • the sacrificial anticorrosive material covers at least the side surface of the balance weight 3 on the side of the shaft member 2 which is a cylindrical body or the side surface on the opposite side to the shaft member 2 ing.
  • the sacrificial anticorrosive effect can be sustained longer, and the durability of the propeller shaft 1 is improved in the long run. It can be done.
  • the sacrificial anticorrosive material is preferably made of zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing these metals, and the sacrificial anticorrosive material according to the present embodiment is made of "zinc".
  • the sacrificial anticorrosive material As described above, by forming the sacrificial anticorrosive material with zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing any of metals having a relatively larger ionization tendency than iron, it is possible to obtain the relatively large sacrificial anticorrosive effect. Can. These metals also have the advantage of being easy to handle.
  • a manufacturing method of a power transmission shaft having the shaft member 2 which is a cylinder made of iron-based metal, and the balance weight 3 which is made of iron-based metal and attached to the outer peripheral surface of the shaft member 2.
  • a sacrificial anticorrosive material a sacrificial metal coating 4
  • a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the shaft member 2
  • the sacrificial metal coating 4 made of a sacrificial anticorrosive material containing a metal having a larger ionization tendency than the iron-based metal constituting the shaft member 2 It is done. For this reason, the sacrificial metal film 4 of the balance weight 3 corrodes earlier than the shaft member 2, and the shaft member 2 side in the peripheral region of the balance weight 3 becomes cathodically. Thereby, local corrosion of the shaft member 2 in the circumferential area of the balance weight 3 can be suppressed.
  • the balance weight 3 is formed of a plate material, and the sacrificial anticorrosive material covers the welding surface of the balance weight 3 with the shaft member 2.
  • the sacrificial anticorrosive material is easily eluted by the water accumulated in the gap S, and the higher sacrificial corrosion effect can be obtained. You can get it.
  • the balance weight 3 is formed to be curved with a curvature corresponding to the curvature of the outer peripheral surface of the shaft member 2, and a projection 3a that is a projection for welding is formed on the contact surface with the shaft member 2. ing.
  • the balance weight 3 can be attached easily and firmly. Moreover, when the welding surface is covered with a sacrificial anticorrosive material, by providing the projection 3a on the welding surface, the projection 3a serving as the welding point and the shaft member 2 are in point contact, and welding (during energization) Can reduce the influence of the sacrificial anticorrosive material.
  • the balance weight 3 is formed by punching out a strip-shaped member plated with the sacrificial anticorrosive material (the sacrificial metal film 4) with a press.
  • productivity is improved and the manufacturing cost of the propeller shaft 1 can be reduced by punching out and molding the so-called plated steel plate on which the sacrificial metal coating 4 is formed in advance by using the balance weight 3 in a press manner.
  • a method of press-molding the above-described plated steel sheet is described as an embodiment in which the balance weight 3 is coated with the sacrificial anticorrosive material. It is not limited.
  • the sacrificial weight on the balance weight 3 it is also possible to press-mold a steel plate which is a strip-shaped material wound in a coil shape, for example, and then coat the sacrificial corrosion resistant material.
  • the balance weight 3 may be coated with a sacrificial anticorrosive material after punching a strip-shaped member by a press.
  • the entire balance weight 3 is coated with a sacrificial anticorrosive material (a sacrificial metal film 4).
  • the entire balance weight 3 is covered with the sacrificial metal film 4 to obtain the higher sacrificial protection effect, and the sacrificial protection effect can be maintained for a longer time.
  • 11 and 12 show a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the said modification is what attached the balance weight 31 to the shaft member 2 by spot welding, Comprising: About another structure, it is the same as that of the said 1st Embodiment. Therefore, about the same composition as a 1st embodiment of the above, concrete explanation is omitted by attaching the same numerals as a 1st embodiment.
  • FIG. 11 is a view showing the form of the balance weight 31 to be spot-welded, where (a) is a perspective view and (b) is a side view.
  • the balance weight 31 is a substantially rectangular plate having a substantially uniform thickness (plate thickness) and having a rectangular shape in plan view that is long in the circumferential direction of the shaft member 2. Furthermore, the balance weight 31 is curved in the circumferential direction and formed with a curvature corresponding to the curvature of the outer peripheral surface of the shaft member 2. In other words, the balance weight 31 according to the present modification is the balance weight 3 according to the first embodiment from which the protrusion 3 a is removed.
  • FIG. 12 shows a schematic view of a spot welding apparatus for welding the balance weight 31.
  • the balance weight 31 is attached to the outer peripheral surface of the shaft member 2 along the flowchart shown in FIG. 9 as in the first embodiment.
  • the shaft is mounted such that the mounting position of the balance weight 31 faces the upper electrode E1 based on the measurement result of step S3 of FIG.
  • the member 2 is placed in the upper recess E2a of the lower electrode E2 which is a fixed electrode.
  • the balance weight 31 is placed on the upper part of the shaft member 2 supported by the lower electrode E2 and at a predetermined attachment position based on the measurement result.
  • the upper electrode E1 is lowered, and the balance weight 31 is a shaft member by the current applied from the power source P being conducted in a state where the inner side surface 31c of the balance weight 31 is pressed against the outer peripheral surface of the shaft member 2 Welded to the outer peripheral surface of 2.
  • Second Embodiment 13 and 14 show a second embodiment of a power transmission shaft and a method of manufacturing the same according to the present invention.
  • the balance weight 32 is riveted to the shaft member 2, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, about the same composition as a 1st embodiment of the above, the explanation is omitted by attaching the same numerals.
  • FIG. 13 is a view showing the form of the balance weight 32, where (a) is a perspective view and (b) is a side view.
  • the balance weight 32 has a weight main body 33 as a weight made of an iron-based material, and a rivet 34 as an attachment member for attaching the weight main body 33 to the shaft member 2.
  • the weight main body 33 is a substantially rectangular plate material having a substantially uniform thickness (plate thickness) and having a rectangular shape in a plan view elongated in the circumferential direction of the shaft member 2 and corresponds to the curvature of the outer peripheral surface of the shaft member 2 It is curved and formed in the circumferential direction with the curvature which has. Further, a through hole 33a through which a rivet 34 (a rivet main body 34a described later) penetrates is formed at a substantially central position in a plan view of the weight main body 33.
  • the rivet 34 has a substantially cylindrical shape, and is formed in an enlarged diameter shape at one end portion of the rivet main body 34 a penetrating the through hole 33 a of the weight main body 33 and the rivet main body 34 a and is welded to the outer peripheral surface of the shaft member 2 And a flange portion 34b. That is, the rivet 34 is welded to the outer peripheral surface of the shaft member 2 via the flange portion 34 b, and the balance weight 32 is fixed to the shaft member 2 by caulking the rivet body 34 a.
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view of the propeller shaft 1 (shaft member 2), which shows, among other things, a method of attaching the balance weight 32 in the method of manufacturing the propeller shaft 1.
  • 14A shows a process of welding the rivet 34
  • FIG. 14B shows a process of inserting the weight main body 33 into the rivet 34
  • FIG. 14C shows a process of caulking the rivet 34. There is.
  • the balance weight 32 is attached to the outer peripheral surface of the shaft member 2 in accordance with the flowchart shown in FIG.
  • the rivet 34 is welded through the flange portion 34b.
  • the rivet main body 34a of the rivet 34 welded to the outer periphery of the shaft member 2 is specified based on the measurement result from the other end side of the rivet main body 34a.
  • the weight body 33 of the specified weight is inserted.
  • the other end of the rivet main body 34a penetrating the through hole 33a of the weight main body 33 is crushed (crimped) to form a crimped portion 34c.
  • the weight main body 33 is sandwiched between the caulking portion 34c and the flange portion 34b, and is fixed to the shaft member 2 through the rivet 34.
  • the balance weight 32 is a weight having the rivet 34 made of iron-based metal and the through hole 33 a made of iron-based metal and into which the rivet 34 is inserted.
  • a weight body 33 is provided, and at least one of the rivet 34 and the weight body 33 is coated with a sacrificial anticorrosive material.
  • the balance weight 32 has a rivet 34 made of iron-based metal, and a weight main body 33 made of iron-based metal and formed with a through hole into which the rivet 34 is inserted. At least one of 34 and the weight main body 33 is covered with a sacrificial anticorrosive material, and the rivet 34 is welded to fix the weight main body 33 to the shaft member 2 which is a cylindrical body.
  • the balance weight 32 is not directly welded to the shaft member 2 but is welded via the rivet 34, thermal effects such as thermal strain on the balance weight 32 can be suppressed.
  • the rivet 34 is welded to the shaft member 2 via the flange portion 34 b relatively thinner than the balance weight 32, the rivet 34 can be easily fixed to the shaft member 2.
  • the balance weight 32 is fixed by caulking the rivet 34, the balance weight 32 can be fixed more easily and firmly than when the balance weight 32 is directly welded to the shaft member 2 it can.
  • At least one of the weight main body 33 and the rivet 34 may be covered with a sacrificial anticorrosive material.
  • a sacrificial anticorrosive material it is possible to suppress the progress of the local corrosion of the shaft member 2 in the circumferential area of the balance weight 32 by the sacrificial anticorrosive effect.
  • FIG. 15 shows a third embodiment of a power transmission shaft and a method of manufacturing the same according to the present invention.
  • a sacrificial metal 5 described later is directly provided to a part of the balance weight 3, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, about the same composition as a 1st embodiment of the above, the explanation is omitted by attaching the same numerals.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional view of the propeller shaft 1 showing an attachment aspect of the balance weight 3 and the sacrificial metal 5.
  • the sacrificial metal 5 having a larger ionization tendency than the metal (iron-based metal) constituting the shaft member 2 contacts a part of the inner side surface 3 c which is the surface of the balance weight 3 It is provided to let
  • the balance weight 3 is projection-welded to the shaft member 2 via two projecting portions 3a separated in the longitudinal direction (the circumferential direction of the shaft member 2).
  • the sacrificial metal 5 is a plate made of a metal having a higher ionization tendency than the metal (iron-based metal) constituting the shaft member 2, for example, “zinc”. That is, the sacrificial metal 5 has a substantially rectangular plate shape having a substantially uniform thickness (plate thickness) and having a rectangular shape in a plan view elongated in the circumferential direction of the shaft member 2, and the curvature of the outer peripheral surface of the shaft member 2 It is curved in the circumferential direction and formed with a corresponding curvature.
  • the sacrificial metal 5 has two engagement holes 5 a at positions corresponding to the protrusions 3 a of the balance weight 3, in which the protrusions 3 a are engaged. That is, the sacrificial metal 5 is positioned by engaging the projections 3 a of the balance weight 3 with the engagement holes 5 a. The sacrificial metal 5 is fixed by being sandwiched between the balance weight 3 and the shaft member 2 by welding the balance weight 3 to the shaft member 2.
  • the projections 3 a are engaged with the engagement holes 5 a of the sacrificial metal 5 so that the sacrificial metal 5 is positioned inside the balance weight 3. Then, in the state of being positioned, the integrated balance weight 3 and the sacrificial metal 5 are projection-welded to the shaft member 2 through the respective projections 3a. As a result, the sacrificial metal 5 and the weight main body 33 are sandwiched by the flange portion 34 b and the caulking portion 34 c, and are fixed together to the shaft member 2 via the rivet 34.
  • the propeller shaft 1 includes the shaft member 2 which is a cylindrical body made of iron-based metal, and the balance weight 3 made of iron-based metal welded to the outer peripheral surface of the shaft member 2.
  • a sacrificial metal (“zinc" in the present embodiment) having a larger ionization tendency than that of the metal constituting the shaft member 2 is provided in at least a part of the balance weight 3 as a power transmission shaft.
  • the sacrificial metal 5 containing a metal having a larger ionization tendency than the iron-based metal constituting the shaft member 2. For this reason, the sacrificial metal 5 is corroded earlier than the shaft member 2, and the shaft member 2 side in the peripheral region of the balance weight 3 is cathodized as in the first embodiment. Thereby, local corrosion of the shaft member 2 in the circumferential area of the balance weight 3 can be suppressed.
  • the balance weight 3 is formed of a plate material, and the sacrificial metal 5 is provided in contact with the surface of the balance weight 3.
  • the sacrificial metal 5 in contact with the surface of the balance weight 3, the sacrificial metal 5 (zinc) is easily eluted earlier than the iron-based metal, and the propeller shaft 1 is produced by the sacrificial corrosion effect. Durability can be effectively improved.
  • the balance weight 3 which is a plate material has the protrusion 3 a, and the sacrificial metal 5 is positioned by the protrusion 3 a.
  • the sacrificial metal 5 is positioned by the projection 3 a of the balance weight 3, the mounting workability of the sacrificial metal 5 is improved, and the manufacturing cost of the propeller shaft 1 can be reduced.
  • the sacrificial metal 5 is provided between the shaft member 2 and the balance weight 3.
  • the sacrificial metal 5 between the shaft member 2 and the balance weight 3, the relatively large surface area of the balance weight 3 is covered with the sacrificial metal 5. Therefore, the sacrificial corrosion effect can be sustained longer, and the durability of the propeller shaft 1 can be improved in the long run.
  • the sacrificial metal 5 is provided between the shaft member 2 and the balance weight 3 closer to the shaft member 2, so that electrons emitted by the elution of the sacrificial metal 5 easily move to the shaft member 2 side, The sacrificial anticorrosive effect can be exhibited more effectively.
  • the sacrificial anticorrosive material is preferably made of zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing these metals, and the sacrificial anticorrosive material according to the present embodiment is made of "zinc".
  • the sacrificial anticorrosive material is composed of zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing these, which is a metal having a relatively larger ionization tendency than iron, whereby the relatively high sacrificial anticorrosive effect can be obtained. You can get it.
  • These metals also have the advantage of being easy to handle.
  • Modification 16 and 17 show a modification of the third embodiment of the present invention.
  • the said modification is what balance weight 3 and the sacrificial metal 5 were attached to the shaft member 2 by the rivet 34, and the other structure is the same as that of the said 1st Embodiment. Therefore, about the same composition as a 1st embodiment of the above, concrete explanation is omitted by attaching the same numerals as a 1st embodiment.
  • FIG. 16 (a) is a cross-sectional view of the propeller shaft 1 provided with the sacrificial metal 5 in contact with the inner surface 3c of the balance weight 3.
  • FIG. 16 (b) shows a cross-sectional view of the propeller shaft 1 in which the sacrificial metal 5 is provided in contact with the outer surface 3 b of the balance weight 3.
  • the two projections 3a according to the third embodiment are eliminated, and the weight main body 33 having the through hole 33a at a substantially central position in plan view is the second one. As in the embodiment, it is fixed to the shaft member 2 through the rivets 34.
  • the rivet 34 is welded to the shaft member 2 via the flange portion 34b, as in the second embodiment.
  • the two engagement holes 5a according to the third embodiment are eliminated, and instead, a through hole through which the rivet 34 (the rivet main body 34a) penetrates at substantially the center position of the sacrificial metal 5 in plan view. 5b is formed. That is, the sacrificial metal 5 according to the present modification is disposed inside the weight main body 33 of the balance weight 32, and is fixed together with the weight main body 33 by the rivet 34 penetrating the through hole 5b.
  • the sacrificial metal 5 may be disposed outside the weight body 33 of the balance weight 32 and may be crimped and fixed by the rivet 34.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view of the propeller shaft 1 (shaft member 2) showing, among the methods of manufacturing the propeller shaft 1, among other things, the method of attaching the balance weight 32 and the sacrificial metal 5.
  • 17 (a) is a step of welding the rivet 34
  • FIG. 17 (b) is a step of inserting the sacrificial metal 5 into the rivet 34
  • FIG. 17 (c) is a step of inserting the weight main body 33 into the rivet 34.
  • a process, FIG. 17 (d) shows a process of caulking the rivet 34. As shown in FIG.
  • the balance weight 32 is attached to the outer peripheral surface of the shaft member 2 along the flowchart shown in FIG. 9 as in the first embodiment.
  • the rivets 34 are provided on the outer peripheral surface of the shaft member 2 at the mounting position specified based on the measurement result in step S3 of FIG. , Welded through the flange portion 34b.
  • the sacrificial metal 5 is inserted into the rivet body 34a of the rivet 34 welded to the outer periphery of the shaft member 2 from the other end side of the rivet body 34a.
  • the weight main body 33 of the weight specified based on the measurement result is inserted in a superimposed manner on the sacrificial metal 5 from the other end side of the rivet main body 34a.
  • the balance weight 32 is a weight having the rivet 34 made of iron-based metal and the through hole 33 a made of iron-based metal and into which the rivet 34 is inserted.
  • a shaft member 2 having a weight main body 33, a through hole 5b into which a rivet 34 is inserted is formed in the sacrificial metal 5, and the balance weight main body 33 and the sacrificial metal 5 are cylindrical via the rivet 34. It is fixed to
  • the sacrificial metal 5 is fixed together with the weight body 33 of the balance weight 32 via the rivets 34. For this reason, the sacrificial metal 5 and the weight main body 33 can be fixed easily and firmly while suppressing the thermal influence of welding on the sacrificial metal 5 and the weight main body 33.
  • the sacrificial metal 5 is provided between the weight main body 33 of the balance weight 32 and the rivet 34.
  • the sacrificial metal 5 is provided between the weight body 33 and the rivet 34 that make up the balance weight 32, so that the sacrificial metal 5 can be fastened together by the rivet 34. Thereby, the sacrificial metal 5 can be easily attached, and the manufacturing cost of the propeller shaft 1 can be reduced.
  • FIG. 18 shows a reference example of a power transmission shaft according to the present invention.
  • the balance weight 35 itself is formed of the sacrificial metal 5, and the other configuration is the same as that of the second embodiment. Therefore, about the same composition as a 1st embodiment of the above, the explanation is omitted by attaching the same numerals.
  • FIG. 18 shows a cross-sectional view of the propeller shaft 1 showing an attachment aspect of the balance weight 35. As shown in FIG.
  • the balance weight 35 is formed of a sacrificial metal material containing a metal having a larger ionization tendency than the metal (in the embodiment, “iron-based metal”) constituting the shaft member 2. It is done.
  • the sacrificial metal material for example, zinc, magnesium, aluminum or an alloy containing these metals corresponds, and in the present embodiment, “zinc” is adopted.
  • the present invention is not limited to the configurations and aspects exemplified in the above embodiments and the like.
  • the shapes of the balance weight 3 and the like, and the shapes and arrangement (range) of the sacrificial metal coating 4 and the sacrificial metal 5 If it is a form which can produce the effect of the said this invention, according to the specification, cost, etc. of application object, it can freely change.
  • the power transmission shaft is a power transmission shaft including a cylinder made of iron-based metal and a balance weight made of iron-based metal welded to the outer peripheral surface of the cylinder. At least a part of the balance weight is coated with a sacrificial anticorrosive material containing a metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the cylinder.
  • the balance weight is formed of a plate material, and the sacrificial anticorrosive material covers the surface of the balance weight.
  • the sacrificial anticorrosive material covers at least the side surface of the balance weight on the cylinder side or the side opposite to the cylinder. ing.
  • the sacrificial anticorrosive material is made of zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing any of these metals.
  • the balance weight is a rivet made of an iron-based metal, and a weight made of an iron-based metal and having a through hole into which the rivet is inserted. And at least one of the rivet and the weight is coated with the sacrificial anticorrosive material.
  • the power transmission shaft based on the above-described embodiment includes, as one aspect thereof, a cylinder made of iron-based metal, and a balance weight made of iron-based metal welded to the outer peripheral surface of the cylinder.
  • the sacrificial metal having a higher ionization tendency than the metal constituting the cylinder is provided on at least a part of the balance weight.
  • the balance weight is formed of a plate, and the sacrificial metal is provided in contact with the surface of the balance weight.
  • the plate has a protrusion, and the sacrificial metal is positioned by the protrusion.
  • the sacrificial metal is provided between the cylinder and the balance weight.
  • the sacrificial metal is made of zinc, magnesium, aluminum, or an alloy containing these metals.
  • the balance weight is a rivet made of an iron-based metal, and a weight made of an iron-based metal and having a through hole into which the rivet is inserted.
  • the sacrificial metal is formed with a through hole into which the rivet is inserted, and the balance weight and the sacrificial metal are fixed to the cylinder through the rivet.
  • the sacrificial metal is provided between the balance weight and the rivet.
  • a power transmission shaft having a cylinder made of iron-based metal and a balance weight made of iron-based metal and attached to the outer peripheral surface of the cylinder.
  • the balance weight is formed of a plate material, and the sacrificial anticorrosive material covers a welding surface of the balance weight with the cylinder.
  • the balance weight is curved and formed with a curvature corresponding to the curvature of the outer peripheral surface of the cylinder, A welding projection is formed on the contact surface.
  • the balance weight is formed by punching out a strip member plated with the sacrificial anticorrosive material with a press.
  • the balance weight is coated with the sacrificial anticorrosive material after punching a strip member by a press.
  • the entire balance weight is coated with the sacrificial anticorrosive material.
  • the balance weight is formed of a rivet made of iron-based metal, and a through hole into which the rivet is inserted. And at least one of the rivet and the weight is covered with the sacrificial anticorrosive material, and the weight is fixed to the cylindrical body by welding the rivet.

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Abstract

動力伝達軸であるプロペラシャフト(1)は、鉄系金属からなる筒体としての軸部材(2)と、この軸部材(2)の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイト(3)と、を有する。そして、このプロペラシャフト(1)では、バランスウエイト(3)の少なくとも一部が、軸部材(2)を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材からなる犠牲金属被膜(4)によって被覆されている。これにより、バランスウエイト(3)の周域における腐食の局部的な進行を抑制し、プロペラシャフト(1)の耐久性を向上させることができる。

Description

動力伝達軸及びその製造方法
 本発明は、動力伝達軸及びその製造方法に関する。
 従来の動力伝達軸としての例えばプロペラシャフトは、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
 すなわち、この動力伝達軸は、鋼管の外周面に鉄系金属からなるほぼ板状のバランスウエイトを溶接することにより、回転方向の重量バランスが調整されている。そして、このバランスウエイトを溶接した後、例えば動力伝達軸の表面を塗装するなどして、当該動力伝達軸の防錆を図っている。
特開2004-148957号公報
 しかしながら、前記従来の動力伝達軸では、前記塗装による防錆処理が施されていても、バランスウエイトの周域において局所的に腐食(赤さびの発生)が進行してしまっていた。これにより、前記局所的な腐食部分に動力伝達時の動的ねじり応力が集中し、動力伝達軸の長期的な耐久性が損なわれてしまうという問題があった。
 そこで、本発明は、前記従来の動力伝達軸の技術的課題に鑑みて案出されたものであり、バランスウエイトの周域における腐食の局部的な進行を抑制し、動力伝達軸の耐久性を向上させることができる動力伝達軸及びその製造方法を提供することを目的としている。
 本発明は、その一態様として、バランスウエイトの少なくとも一部が、筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆されている。
 また、他の態様として、バランスウエイトの少なくとも一部に、筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属が設けられていてもよい。
 また、本発明に係る動力伝達軸は、少なくとも一部が筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆された、重さの異なる複数のバランスウエイトを準備する工程と、動力伝達軸の回転アンバランスに応じて筒体に取り付けるバランスウエイトの取付位置及び重量を特定する工程と、特定されたバランスウエイトを筒体に溶接する工程と、バランスウエイトを含め、筒体を塗装する工程と、を備える製造方法により製造することが好ましい。
 本発明によれば、バランスウエイトの周域における腐食の局部的な進行を抑制し、動力伝達軸の耐久性を向上させることができる。
本発明に係る動力伝達軸が適用されるプロペラシャフトの半縦断面図である。 本発明の第1実施形態であって、1点留めタイプのバランスウエイトを示し、(a)は比較的重量の大きい板状のもの、(b)は比較的重量の小さい棒状のもの、(c)は同図(a)(b)の縦断面図である。 本発明の第1実施形態であって、2点留めタイプのバランスウエイトを示し、(a)は比較的重量の大きい板状のもの、(b)は比較的重量の小さい棒状のもの、(c)は同図(a)(b)の縦断面図である。 図3に示す2点留めタイプの変形例を示し(a)は斜視図、(b)は側面図である。 本発明の第1実施形態であって、3点留めタイプのバランスウエイトを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。 図3に示すバランスウエイトに形成される犠牲金属被膜の形成態様を示し、(a)は外側面に形成したもの、(b)は内側面に形成したもの、(c)は外側面及び内側面に形成したもの、(d)は外側面及び内側面並びに外周面に形成したものである。 バランスウエイトの成型装置の概略図である。 バランスウエイトのプロジェクション溶接装置の概略図である。 バランスウエイトの取付手順を表したフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る犠牲防食のメカニズムを表したイメージ図である。 本発明の第1実施形態の変形例であって、スポット溶接タイプのバランスウエイトを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。 バランスウエイトのスポット溶接装置の概略図である。 本発明の第2実施形態であって、リベット留めタイプのバランスウエイトを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。 図13に示すバランスウエイトの取付手順を示し、(a)はリベットを溶接する工程、(b)はウエイト本体をリベットに挿入する工程、(c)はリベットをかしめる工程を表したプロペラシャフトの横断面図である。 本発明の第3実施形態を示すプロペラシャフトの横断面図である。 本発明の第3実施形態の変形例を示すプロペラシャフトの横断面図であって、(a)はバランスウエイトの内側に犠牲金属を配置したもの、(b)はバランスウエイトの外側に犠牲金属を配置したものである。 図16(a)に示すバランスウエイト及び犠牲金属の取付手順を示す図であって、(a)はリベットを溶接する工程(b)は犠牲金属を取り付ける工程、(c)はバランスウエイトを取り付ける工程、(d)はリベットをかしめる工程を表したプロペラシャフトの横断面図である。 本発明の参考例を示すプロペラシャフトの横断面図である。 従来のプロペラシャフトにおける腐食進行のメカニズムを表したイメージ図である。 図19に示すA部の拡大図である。 鉄のpH-電位図である。
 以下に、本発明に係る動力伝達軸及びその製造方法の実施形態につき、図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、本発明に係る動力伝達軸を、従来と同様に、自動車用のプロペラシャフトについて適用したものを例示して説明する。
 (プロペラシャフトの構成)
 図1は、プロペラシャフト1の全体の形態を表したプロペラシャフト1の半縦断面図を示している。また、本図の説明では、便宜上、図中の左側を「前」、右側を「後」として説明すると共に、プロペラシャフト1の回転軸線Zに沿う方向を「軸方向」、回転軸線Z周りの方向を「周方向」として説明する。
 図1に示すように、このプロペラシャフト1は、図示外の駆動源の駆動力を伝達する軸部材2を有する。軸部材2の前後端部には、ジョイントJ1,J2が設けられている。
 このように、プロペラシャフト1は、前端側が図示外の変速装置に連係し、後端側が図示外の差動装置に連係することによって、図示外の変速装置側から入力された動力を図示外の差動装置側へ伝達する。
 また、軸部材2の外周面には、それぞれ鉄系金属の板材からなりプロペラシャフト1の回転アンバランスを補正する錘であるバランスウエイト3が取り付けられている。具体的には、バランスウエイト3は、軸部材2の回転アンバランスが生じた部位の回転軸線Zを挟んで反対側に、当該回転アンバランスを打ち消すのに必要十分な重量が設けられる。これにより、前記回転アンバランスが打ち消され、当該回転アンバランスによるプロペラシャフト1の振動や共振が抑制される。
 〔第1実施形態〕
 図2~図10は、本発明に係る動力伝達軸及びその製造方法の第1実施形態を示している。なお、本実施形態は、バランスウエイト3を、軸部材2にプロジェクション溶接によって取り付けたものである。
 (バランスウエイトの構成)
 図2~図5は、プロジェクション溶接するバランスウエイト3の形態のバリエーションを示している。図2は、1点を溶接する1点留めタイプを示し、(a)は比較的重量の大きい板状のもの、(b)は比較的重量の小さい棒状のもの、(c)は同図(a)(b)の縦断面図を示している。図3は、2点を溶接する2点留めタイプを示し、(a)は比較的重量の大きい板状のもの、(b)は比較的重量の小さい棒状のもの、(c)は同図(a)(b)の縦断面図を示している。図4は、図3に示す2点留めタイプの変形例を示し(a)は斜視図、(b)は側面図を示す。図5は、3点を溶接する3点留めタイプを示し、(a)は斜視図、(b)は側面図を示す。
 図2(a)(c)、図3(a)(c)、図4、図5に示すように、バランスウエイト3は、ほぼ均一の厚さ(板厚)を有し、かつ軸部材2の周方向に長い平面視長方形となるほぼ矩形の板材であって、軸部材2の外周面の曲率に対応する曲率をもって、周方向に湾曲して形成されている。なお、バランスウエイト3の他の形態として、比較的重量の小さいものについては、例えば図2(b)、図3(b)に示すように、ほぼ均一の厚さを有し、かつ軸部材2の周方向に沿って湾曲して延びる細長い棒状に形成してもよい。
 また、図2~図5に示すように、バランスウエイト3の内側面には、溶接の点数に応じた、外側から内側へ突出する溶接用突起としての突起部3aが形成されている。この突起部3aは、板材の一部を外側から内側へ押し出すことにより、当該板材と一体に形成される。そして、バランスウエイト3は、突起部3aを介して、軸部材2にプロジェクション溶接される。
 突起部3aの形態としては、図2(c)、図3(c)、図5(c)に示すように、断面ほぼ円弧状となるほぼ球面状のもののほか、図4(a)に示すような尖形状、すなわち断面ほぼ三角形状となるほぼ円錐状に形成してもよい。特に、図4(a)のような尖形状に形成した場合には、溶接時(加圧時)において、先端に形成されている後述する犠牲金属被膜4(図6参照)が剥がれやすく、より良好な通電に基づく強固な接合が図れるメリットがある。
 図6は、図3に示すバランスウエイト3に形成される犠牲金属被膜4の形成態様のバリエーションを示し、(a)は外側面に形成したもの、(b)は内側面に形成したもの、(c)は外側面及び内側面に形成したもの、(d)は外側面及び内側面並びに外周面に形成したものを示している。
 図6に示すように、バランスウエイト3の少なくとも一部は、軸部材2を構成する金属(本実施形態では「鉄系金属」)よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲金属材からなる犠牲金属被膜4によって被覆されている。ここで、前記犠牲金属材としては、例えば亜鉛、マグネシウム、アルミニウム又はこれらの金属を含む合金が該当し、本実施形態では「亜鉛」を採用している。
 犠牲金属被膜4は、バランスウエイト3の一部分、例えば図6(a)に示すような外側面3bのみ、図6(b)に示すような内側面3cのみ、図6(c)に示すような外側面3b及び内側面3cの両面のみに形成することができる。また、犠牲金属被膜4は、図6(d)に示すようなバランスウエイト3の全体、すなわち外側面3b及び内側面3c並びに外側面3dの全ての面に形成してもよい。いずれの態様によっても後述する犠牲防食効果が得られるが、とりわけ犠牲金属被膜4の表面積が大きいほど、後述する犠牲防食効果をより長く持続させることができる。
 そして、犠牲金属被膜4は、例えばバランスウエイト3の溶接前や溶接後に、バランスウエイト3の一部に電気めっき又はスプレー等によって形成することができる。また、犠牲金属被膜4は、後述するようにめっき鋼板をプレス成型するなど、予め犠牲金属被膜4が施された鋼板からバランスウエイト3を成型することで、バランスウエイト3に形成してもよい。かかる犠牲金属被膜4の態様のうち、バランスウエイト3は、後述するようなめっき鋼板をプレス成型した後、外周面(裁断面)に犠牲金属被膜4を追加し、バランスウエイト3の全体が当該犠牲金属被膜4により被覆されることが望ましい。
 (プロペラシャフトの製造方法)
 以下、本発明に係る動力伝達軸の製造方法であって、とりわけバランスウエイト3の取付方法について、図7~図9に基づいて説明する。図7はバランスウエイト3の成型装置の概略図を示し、図8はバランスウエイト3のプロジェクション溶接装置の概略図を示している。さらに、図9は、バランスウエイト3の取付手順を表したフローチャートを示している。
 まず、最初に、少なくとも一部が軸部材2を構成する金属(鉄系金属)よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材(本実施形態では「亜鉛」)からなる犠牲金属被膜4によって被覆された、重さの異なる複数のバランスウエイト3が準備される。
 すなわち、図7に示すように、外側面3b及び内側面3cの両面に予め犠牲金属被膜4が形成されコイル状に巻かれた帯状材料である周知のめっき鋼板CPがプレス成型されることで、前記犠牲金属被膜4の形成されたバランスウエイト3が作製される。具体的には、前記コイル状に重ねて巻かれためっき鋼板CPの先端部が引き込まれ、上型D1と下型D2とで挟み込まれ、上型D1に設けられた図示外のパンチで打ち抜かれることによって、バランスウエイト3が成型される。なお、図2~図5に示す各突起部3aについても、当該成型時に形成される。以上が、本発明に係る「バランスウエイトを準備する工程」に相当する。
 続いて、図9に示すフローチャートに沿って、プロペラシャフト1にバランスウエイト3が取り付けられる。すなわち、プロペラシャフト1が組み立てられた後(ステップS1)、このプロペラシャフト1がバランス修正機(図示外)に取り付けられて回転することにより、当該プロペラシャフト1の回転バランスが測定される(ステップS2)。そして、前記図示外のバランス修正機によって、プロペラシャフト1の回転アンバランス量と当該アンバランスの位相が演算され、出力される(ステップS3)。以上が、本発明に係る「バランスウエイトの取付位置及び重量を特定する工程」に相当する。
 次に、バランスウエイト3がこのバランス修正機による測定結果に基づき、プロペラシャフト1の軸部材2に、回転アンバランス量に応じたバランスウエイト3が取り付けられる(ステップS4)。
 具体的には、図8に示すようなプロジェクション溶接機60において、前記測定結果を基にバランスウエイト3の取付位置が下側電極62と対向するように、軸部材2が固定電極である上側電極61の下側凹部61aに支持される。一方、可動電極である下側電極62には、前記測定結果を基に選択された重量のバランスウエイト3が載置される。その後、下側電極62が上昇して、バランスウエイト3の内周側(突起部3a)が軸部材2の外周面に押しつけられた状態で通電されることにより、突起部3aが溶融して、バランスウエイト3が軸部材2の外周面に溶接される。以上が、本発明に係る「バランスウエイトを筒体に溶接する工程」に相当する。
 なお、図8において、符号63は下側電極62を昇降させるシリンダを示し、符号64は上側電極61に印加される電流を検出する検出コイルを示し、符号65は下側電極62の変位量を測定する変位センサを示す。また、符号66は、検出コイル64の検出結果に基づき電源68を管理する管理装置を示し、符号67は、変位センサ65の判定結果に基づき溶接の良否判定を行う判定装置を示す。
 続いて、バランスウエイト3を溶接した後、前記図示外のバランス修正機により、プロペラシャフト1の回転バランスが、再度測定される(ステップS5)。そして、この測定した回転バランスが規定のアンバランス値以下に補正されているか否かが判断される(ステップS6)。ここで、Yesと判断された場合は、回転アンバランスの補正が完了する一方(ステップS7)、Noと判断された場合には、ステップS4に戻り、回転バランスが不足している分のバランスウエイト3を追加する。
 最後に、バランスウエイト3を含め、当該バランスウエイト3が溶接された軸部材2の表面が、例えば図示外のスプレーガン等を用いて塗装されることによって、プロペラシャフト1が完成する。以上が、本発明に係る「筒体を塗装する工程」に相当する。
 (本実施形態の作用効果)
 図19は、従来のプロペラシャフトにおける腐食進行のメカニズムを表したイメージ図を示し、図20は、図19中のA部の拡大図を示している。
 特に図19に示すように、従来のプロペラシャフトでは、塗装により防錆が図られていたものの、バランスウエイト30の周域において局所的に腐食(赤さびの発生)が進行する問題が生じた。そして、この腐食は、塗膜Cが形成されないバランスウエイト30の内側面30cと鋼管10の表面との隙間Sではなく、バランスウエイト30の周域において局所的に進行するものであった。
 すなわち、図20に示すように、バランスウエイト30の周域の鋼管10の外周面には塗装による塗膜Cが形成されるが、塗膜Cは少なからず水(H2O)を透過し、かつ塗膜Cと鋼管10の界面Bは、バランスウエイト30の内側面と鋼管10の外周面との隙間Sよりも酸素濃度が低い。このため、塗膜Cと鋼管10の界面Bに塗膜Cを透過した水(H2O)が溜まり、これによって、界面Bと隙間Sとの間に、界面B側が陽極となり隙間S側が陰極となる、いわゆる「濃淡電池(通気差電池)」が形成される。
 具体的には、界面B側において、塗膜Cを透過して鋼管10表面に吸着した水(H2O)により鉄イオン(Fe2+)が溶出し、電子(e-)を放出することで、界面B側が陽極化する(Fe→Fe2++2e-)。そして、この溶出した鉄イオン(Fe2+)が水(H2O)中の酸素(O2)により酸化されることで、水酸化鉄(Fe(OH)2)が生成される(2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2)。さらに、この水酸化鉄(Fe(OH)2)の酸化が進行し、界面B側には、オキシ水酸化鉄(FeOOH)が生成される(2Fe(OH)2+O2→2FeOOH)。そして、このオキシ水酸化鉄(FeOOH)が脱水することで、酸化鉄である赤錆び(Fe2O3)が析出する(2FeOOH→Fe2O3+2H2O)。
 一方、界面Bとは反対の隙間S側では、界面B側において生成されたオキシ水酸化鉄(FeOOH)が隙間S側へと流れ込み、前記鉄イオン(Fe2+)の溶出により放出された電子(e-)と結合して陰極化し、黒錆び(Fe3O4)が生成される(FeOOH+2e-→2Fe3O4+2H2O+OH-)。図21に示すpH-電位図より、黒錆び(Fe3O4)によってpHが高くなり、防食効果を発揮する。そして、隙間Sの腐食が進行し、隙間Sが黒錆び(Fe3O4)で覆われることにより、腐食部位が界面B側に固定される。その結果、界面B側の赤錆び(Fe2O3)が局部的に進行し、腐食が深くなる。
 このように、従来のプロペラシャフトでは、前記赤錆びFe2O3による腐食が局部的に進行することによって、当該腐食部分に動力伝達時のねじり応力が集中してしまい、プロペラシャフトの耐久性が損なわれてしまっていた。
 図10は、本実施形態に係るプロペラシャフト1における腐食進行のメカニズムを表したイメージ図を示している。
 図10に示すように、本実施形態に係るプロペラシャフト1は、バランスウエイト3の表面全体が、軸部材2を構成する金属(鉄系金属)よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲金属材(本実施形態では「亜鉛」)からなる犠牲金属被膜4によって被覆されている。
 これにより、塗膜Cを通過した水(H2O)がバランスウエイト3の表面に吸着した水(H2O)により、軸部材2を構成する鉄系金属よりも先に、該鉄系金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属被膜4を構成する亜鉛イオン(Zn2+)が溶出すると共に、電子(e-)が放出される(Zn→Zn2++2e-)。すると、亜鉛から放出された電子(e-)が、バランスウエイト3側から軸部材2側へ流れ込む結果、バランスウエイト3側が陽極となり、軸部材2側が陰極となる。すなわち、バランスウエイト3側から軸部材2側へと流れる電流が発生する。これにより、バランスウエイト3の周域の軸部材2側では、鉄系金属のイオン化が促進されず、赤錆び(Fe2O3)が発生し難くなる。
 一方、バランスウエイト3側においては、溶出した亜鉛イオン(Zn2+)が水(H2O)中の酸素(O2)により酸化されることで、当該亜鉛からなる犠牲金属被膜4に、白錆び(ZnO+Zn(OH)2)が生成される(2Zn+O2+2H2O→ZnO+Zn(OH)2)。すると、この白錆び(ZnO+Zn(OH)2)は、緻密な薄膜のため、保護被膜となり、バランスウエイト3側の犠牲金属被膜4の腐食の進行が抑制される。
 このように、本実施形態に係るプロペラシャフト1では、上述したような軸部材2を構成する鉄系金属(Fe)よりも先に犠牲金属被膜4を構成する亜鉛(Zn)が溶出してバランスウエイト3側から軸部材2側へ電流が発生することに基づく犠牲防食効果を発揮する。これにより、バランスウエイト3の周域における軸部材2の局部的な腐食(赤錆び(Fe2O3))の進行を抑制することが可能となり、プロペラシャフト1の耐久性の向上を図ることができる。
 以上のように、本実施形態に係るプロペラシャフト1では、以下の構成に基づく特異な効果が奏せられることによって、前記従来のプロペラシャフトの課題を解決することができる。
 前記プロペラシャフト1は、鉄系金属からなる筒体である軸部材2と、軸部材2の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイト3と、を有する動力伝達軸であって、バランスウエイト3の少なくとも一部が、軸部材2を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材(本実施形態では「亜鉛」)からなる犠牲金属被膜4によって被覆されている。
 このように、本実施形態では、バランスウエイト3の表面の少なくとも一部が、軸部材2を構成する鉄系金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材からなる犠牲金属被膜4により被覆されている。このため、軸部材2よりも先にバランスウエイト3の犠牲金属被膜4が腐食し、バランスウエイト3の周域における軸部材2側が陰極化する。これにより、当該バランスウエイト3の周域における軸部材2の局部的な腐食を抑制することができる。その結果、前記腐食の局部的な進行による軸部材2の薄肉化が軽減され、動力伝達時の動的ねじり応力の集中が抑制されることになり、プロペラシャフト1の長期の耐久性(特に耐ねじり疲労特性)を向上させることができる。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3は、板材によって形成され、犠牲防食材(犠牲金属被膜4)は、バランスウエイト3の表面を被覆している。
 このように、バランスウエイト3の表面が被覆されていることで、鉄系金属よりも先に犠牲防食材である亜鉛が溶出しやすく、前記犠牲防食効果によってプロペラシャフト1の耐久性を効果的に向上させることができる。
 また、本実施形態では、犠牲防食材(犠牲金属被膜4)は、少なくともバランスウエイト3のうち、筒体である軸部材2側の側面、又は当該軸部材2とは反対側の側面を被覆している。
 このように、犠牲防食材によりバランスウエイト3の比較的表面積の大きい範囲が被覆されることで、前記犠牲防食効果をより長く持続させることが可能となり、プロペラシャフト1の耐久性を長期的に向上させることができる。
 また、前記犠牲防食材は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなることが望ましく、本実施形態に係る犠牲防食材は、「亜鉛」により構成される。
 上述のように、鉄よりも比較的大きなイオン化傾向を有する金属である亜鉛やマグネシウム、アルミニウム、又はこれらを含有する合金により犠牲防食材を構成することで、比較的大きな前記犠牲防食効果を得ることができる。また、これらの金属は、取り扱いが容易であるというメリットもある。
 また、本実施形態では、鉄系金属からなる筒体である軸部材2と、鉄系金属からなり軸部材2の外周面に取り付けられるバランスウエイト3と、を有する動力伝達軸の製造方法であって、少なくとも一部が軸部材2を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材(犠牲金属被膜4)によって被覆された、重さの異なる複数の前記バランスウエイトを準備する工程と、動力伝達軸であるプロペラシャフト1の回転アンバランスに応じて軸部材2に取り付けるバランスウエイト3の取付位置及び重量を特定する工程と、前記特定されたバランスウエイト3を軸部材2に溶接する工程と、バランスウエイト3を含め、軸部材2を塗装する工程と、を備える。
 このように、本実施形態では、バランスウエイト3の表面の少なくとも一部が、軸部材2を構成する鉄系金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材からなる犠牲金属被膜4により被覆されている。このため、軸部材2よりも先にバランスウエイト3の犠牲金属被膜4が腐食し、バランスウエイト3の周域における軸部材2側が陰極化する。これにより、当該バランスウエイト3の周域における軸部材2の局部的な腐食を抑制することができる。その結果、前記腐食の局部的な進行による軸部材2の薄肉化が軽減され、動力伝達時の動的ねじり応力の集中が抑制されることになり、プロペラシャフト1の長期の耐久性(特に耐ねじり疲労特性)を向上させることができる。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3は、板材によって形成され、犠牲防食材は、バランスウエイト3の軸部材2との溶接面を被覆している。
 このように、水が溜まりやすい隙間Sに臨むバランスウエイト3の溶接面が被覆されていることから、当該隙間S内に溜まった水により犠牲防食材が溶出しやすく、より高い前記犠牲防食効果を得ることができる。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3は、軸部材2の外周面の曲率に対応する曲率をもって湾曲形成されると共に、軸部材2との接触面に溶接用突起である突起部3aが形成されている。
 かかる構成とすることで、バランスウエイト3を容易かつ強固に取り付けることができる。しかも、溶接面を犠牲防食材で被覆する場合には、当該溶接面に突起部3aを設けることで、溶接点となる突起部3aと軸部材2とが点接触となり、溶接時(通電時)における犠牲防食材の影響を低減することができる。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3は、犠牲防食材(犠牲金属被膜4)をめっきした帯状部材をプレスで打ち抜くことによって形成される。
 このように、バランスウエイト3を、予め犠牲金属被膜4が形成されたいわゆるめっき鋼板をプレスで打ち抜いて成型することで、生産性が向上し、プロペラシャフト1の製造コストを低減することができる。
 なお、本実施形態では、バランスウエイト3に対して犠牲防食材を被覆する一態様として、上記めっき鋼板をプレス成型する方法を例示して説明したが、犠牲金属被膜4の形成態様は当該態様に限定されるものではない。
 バランスウエイト3に対して犠牲防食材を被覆する他の態様として、例えばコイル状に巻かれた帯状材料である鋼板をプレス成型した後に犠牲防食材を被覆することも可能である。
 すなわち、バランスウエイト3は、帯状部材をプレスによって打ち抜いた後、犠牲防食材が被覆されてもよい。
 かかる方法の場合、犠牲防食材(犠牲金属被膜4)の膜厚を自由に設定することが可能であるため、より高い前記犠牲防食効果を得ることができる。また、取り扱いが容易というメリットもある。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3の全体に、犠牲防食材(犠牲金属被膜4)が被覆されている。
 このように、バランスウエイト3の全体が犠牲金属被膜4により被覆されていることで、より高い前記犠牲防食効果が得られ、また、当該犠牲防食効果をより長く維持することができる。
 (変形例)
 前記第1実施形態では、バランスウエイト3を溶接する具体的な方法として周知のプロジェクション溶接を採用したものを例示して説明したが、当該溶接手段としては、プロジェクション溶接に限定されるものではない。換言すれば、本発明の作用効果を担保し得る、あらゆる溶接手段を採用でき、その他の一例として、以下に、バランスウエイト31を、スポット溶接をもって軸部材2に取り付ける態様を示す。
 図11、図12は、本発明の第1実施形態の変形例を示す。当該変形例は、軸部材2に対してバランスウエイト31をスポット溶接により取り付けたものであって、他の構成については前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、第1実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明を省略する。
 (バランスウエイトの構成)
 図11は、スポット溶接するバランスウエイト31の形態を表した図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図を示している。
 図11に示すように、バランスウエイト31は、ほぼ均一の厚さ(板厚)を有し、かつ軸部材2の周方向に長い平面視長方形となるほぼ矩形の板材である。さらに、バランスウエイト31は、軸部材2の外周面の曲率に対応する曲率をもって、周方向に湾曲して形成されている。換言すれば、本変形例に係るバランスウエイト31は、前記第1実施形態に係るバランスウエイト3から突起部3aを削除したものである。
 (プロペラシャフトの製造方法)
 図12は、バランスウエイト31の溶接に供するスポット溶接装置の概略図を示している。
 本変形例においても、前記第1実施形態と同様、図9に示すフローチャートに沿って、バランスウエイト31が、軸部材2の外周面に取り付けられる。
 特に、バランスウエイト31の溶接工程では、図12に示すようなスポット溶接機において、図9のステップS3の測定結果を基に、バランスウエイト31の取付位置が上側電極E1と対向するように、軸部材2が、固定電極である下側電極E2の上側凹部E2aに載置される。そして、この下側電極E2に支持された軸部材2の上部であって、前記測定結果に基づく所定の取付位置に、バランスウエイト31が載置される。その後、上側電極E1が下降して、バランスウエイト31の内側面31cが軸部材2の外周面に押しつけられた状態で電源Pから印加された電流が通電されることによって、バランスウエイト31が軸部材2の外周面に溶接される。
 (本変形例の作用効果)
 以上のような変形例であっても、前記第1実施形態とほぼ同様の作用効果が奏せられる。また、とりわけ、前記スポット溶接を採択することで、バランスウエイト31をより簡易に取り付けることが可能となって、プロペラシャフト1の製造コストをより低減することができる。
 〔第2実施形態〕
 図13、図14は、本発明に係る動力伝達軸及びその製造方法の第2実施形態を示している。なお、本実施形態では、軸部材2に対してバランスウエイト32をリベット留めしたものであり、他の構成については前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
 (バランスウエイトの構成)
 図13は、バランスウエイト32の形態を表した図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図を示している。
 図13に示すように、バランスウエイト32は、鉄系材料からなる錘としてのウエイト本体33と、該ウエイト本体33を軸部材2に取り付ける取付部材としてのリベット34と、を有する。
 ウエイト本体33は、ほぼ均一の厚さ(板厚)を有し、かつ軸部材2の周方向に長い平面視長方形となるほぼ矩形の板材であって、軸部材2の外周面の曲率に対応する曲率をもって周方向に湾曲して形成されている。また、ウエイト本体33の平面視のほぼ中央位置には、リベット34(後述するリベット本体34a)が貫通する貫通孔33aが形成されている。
 リベット34は、ほぼ円柱状を呈し、ウエイト本体33の貫通孔33aを貫通するリベット本体34aと、該リベット本体34aの一端部に拡径状に形成され、軸部材2の外周面に溶接されるフランジ部34bと、を有する。すなわち、リベット34は、フランジ部34bを介して軸部材2の外周面に溶接され、リベット本体34aをかしめることで、バランスウエイト32が軸部材2に固定される。
 (プロペラシャフトの製造方法)
 図14は、プロペラシャフト1の製造方法のうち、とりわけバランスウエイト32の取付方法を表した、プロペラシャフト1(軸部材2)の横断面図を示している。なお、図14(a)は、リベット34を溶接する工程、図14(b)は、ウエイト本体33をリベット34に挿入する工程、図14(c)は、リベット34をかしめる工程を示している。
 本実施形態でも、前記第1実施形態と同様に、図9に示すフローチャートに沿って、バランスウエイト32が、軸部材2の外周面に取り付けられる。
 特に、バランスウエイト32の溶接工程では、図14(a)に示すように、軸部材2の外周面のうち、図9のステップS3において測定された測定結果を基に特定された取付位置に、リベット34が、フランジ部34bを介して溶接される。続いて、図14(b)に示すように、この軸部材2の外周に溶接されたリベット34のリベット本体34aに対して、該リベット本体34aの他端側から、前記測定結果を基に特定された重量のウエイト本体33が挿入される。その後、図14(c)に示すように、ウエイト本体33の貫通孔33aを貫通するリベット本体34aの他端部が潰されて(カシメ加工されて)、カシメ部34cが形成される。これにより、ウエイト本体33が、カシメ部34cとフランジ部34bにより挟み込まれ、リベット34を介して軸部材2に固定される。
 (本実施形態の作用効果)
 以上のように、本実施形態に係るプロペラシャフト1では、バランスウエイト32は、鉄系金属からなるリベット34と、鉄系金属からなりリベット34が挿入される貫通孔33aが形成された錘であるウエイト本体33と、を有し、リベット34とウエイト本体33の少なくともどちらか一方が、犠牲防食材により被覆されている。
 より具体的には、バランスウエイト32は、鉄系金属からなるリベット34と、鉄系金属からなりリベット34が挿入される貫通孔が形成された錘であるウエイト本体33と、を有し、リベット34とウエイト本体33の少なくともどちらか一方が、犠牲防食材により被覆され、リベット34が溶接されることにより、ウエイト本体33が筒体である軸部材2に固定されている。
 上述のように、軸部材2にリベット34を介して固定されたバランスウエイト32によっても、前記第1実施形態と同様の犠牲防食効果が得られ、プロペラシャフト1の耐久性を向上させることができる。
 しかも、本実施形態の場合、バランスウエイト32を軸部材2に直接溶接せず、リベット34を介して溶接することから、バランスウエイト32に対する熱ひずみなどの熱的影響を抑制することができる。
 さらに、リベット34は、バランスウエイト32に比べて比較的薄肉のフランジ部34bを介して軸部材2に溶接されることから、軸部材2に容易に固定することができる。一方で、バランスウエイト32については、リベット34をかしめることによって固定されるため、バランスウエイト32を軸部材2に直接溶接する場合に比べて、当該バランスウエイト32を容易かつ強固に固定することができる。
 また、リベット34を用いてウエイト本体33を取り付ける本実施形態では、ウエイト本体33及びリベット34の少なくともどちらか一方が、犠牲防食材により被覆されていればよい。換言すれば、リベット34を犠牲防食材で被覆することによっても、前記犠牲防食効果により、バランスウエイト32の周域における軸部材2の局部的な腐食の進行を抑制することができる。
 〔第3実施形態〕
 図15は、本発明に係る動力伝達軸及びその製造方法の第3実施形態を示している。なお、本実施形態では、バランスウエイト3の一部に対して後述の犠牲金属5が直接設けられたもので、他の構成については前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
 (バランスウエイトの構成)
 図15は、バランスウエイト3及び犠牲金属5の取付態様を表したプロペラシャフト1の横断面図を示している。
 図15に示すように、本実施形態では、軸部材2を構成する金属(鉄系金属)よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属5が、バランスウエイト3の表面である内側面3cの一部に接触させるように設けられている。
 バランスウエイト3は、長手方向(軸部材2の周方向)において離間した2つの突起部3aを介して、軸部材2にプロジェクション溶接されている。
 犠牲金属5は、軸部材2を構成する金属(鉄系金属)よりもイオン化傾向の大きい金属、例えば「亜鉛」からなる板材である。すなわち、犠牲金属5は、ほぼ均一の厚さ(板厚)を有し、かつ軸部材2の周方向に長い平面視長方形となるほぼ矩形板状を呈し、軸部材2の外周面の曲率に対応する曲率をもって、周方向に湾曲して形成されている。
 また、犠牲金属5は、バランスウエイト3の各突起部3aに対応する位置に、各突起部3aが係合する2つの係合孔5aを有している。すなわち、犠牲金属5は、各係合孔5aにバランスウエイト3の各突起部3aがそれぞれ係合することによって位置決めされる。そして、犠牲金属5は、バランスウエイト3が軸部材2に溶接されることによって、バランスウエイト3と軸部材2とに挟み込まれるかたちで固定される。
 なお、バランスウエイト3を軸部材2に溶接する際は、まず、犠牲金属5の係合孔5aに各突起部3aを係合させて、犠牲金属5がバランスウエイト3の内側に位置決めされる。そして、この位置決めがなされた状態で、一体化されたバランスウエイト3及び犠牲金属5が、各突起部3aを介して、軸部材2にプロジェクション溶接される。これにより、犠牲金属5及びウエイト本体33が、フランジ部34bとカシメ部34cにより挟み込まれ、リベット34を介して軸部材2に共締め固定される。
 (本実施形態の作用効果)
 以上のように、本実施形態に係るプロペラシャフト1は、鉄系金属からなる筒体である軸部材2と、軸部材2の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイト3と、を有する動力伝達軸であって、バランスウエイト3の少なくとも一部に、軸部材2を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属(本実施形態では「亜鉛」)が設けられている。
 このように、本実施形態では、バランスウエイト3の表面の少なくとも一部に、軸部材2を構成する鉄系金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲金属5が設けられている。このため、軸部材2よりも先に犠牲金属5が腐食し、前記第1実施形態と同様に、バランスウエイト3の周域における軸部材2側が陰極化する。これにより、当該バランスウエイト3の周域における軸部材2の局部的な腐食を抑制することができる。その結果、前記腐食の局部的な進行による軸部材2の薄肉化が軽減され、動力伝達時の動的ねじり応力の集中が抑制されることになり、プロペラシャフト1の長期の耐久性(特に耐ねじり疲労特性)を向上させることができる。
 また、本実施形態では、バランスウエイト3は、板材によって形成され、犠牲金属5は、バランスウエイト3の表面に接触させて設けられている。
 このように、犠牲金属5がバランスウエイト3の表面に接触させて設けられていることで、鉄系金属よりも先に犠牲金属5(亜鉛)が溶出しやすく、前記犠牲防食効果によってプロペラシャフト1の耐久性を効果的に向上させることができる。
 また、本実施形態では、板材であるバランスウエイト3は、突起部3aを有し、犠牲金属5は、突起部3aによって位置決めされている。
 このように、犠牲金属5が、バランスウエイト3の突起部3aによって位置決めされていることで、犠牲金属5の取付作業性が向上し、プロペラシャフト1の製造コストの低減が図れる。
 また、本実施形態では、犠牲金属5は、軸部材2とバランスウエイト3との間に設けられている。
 このように、酸素濃度が低下しやすい軸部材2とバランスウエイト3の間に犠牲金属5が配置されることで、犠牲金属5のイオン化が促進され、前記犠牲防食効果をより効果的に発揮させることができる。
 また、犠牲金属5が、軸部材2とバランスウエイト3との間に設けられることで、バランスウエイト3のうち比較的表面積の大きい範囲が、犠牲金属5によって被覆されることになる。このため、前記犠牲防食効果をより長く持続させることが可能となり、プロペラシャフト1の耐久性を長期的に向上させることができる。
 しかも、犠牲金属5が、軸部材2により近い、軸部材2とバランスウエイト3との間に設けられることで、犠牲金属5の溶出によって放出された電子が軸部材2側へ移動しやすく、前記犠牲防食効果をより効果的に発揮させることができる。
 また、前記犠牲防食材は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなることが望ましく、本実施形態に係る犠牲防食材は、「亜鉛」により構成される。
 上述のように、犠牲防食材が、鉄よりも比較的大きなイオン化傾向を有する金属である亜鉛やマグネシウム、アルミニウム、又はこれらを含有する合金により構成されることで、比較的大きな前記犠牲防食効果を得ることができる。また、これらの金属は、取り扱いが容易であるというメリットもある。
 (変形例)
 図16、図17は、本発明の第3実施形態の変形例を示す。当該変形例は、バランスウエイト3及び犠牲金属5がリベット34によって軸部材2に取り付けられたものであり、他の構成については前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、第1実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明を省略する。
 図16(a)は犠牲金属5がバランスウエイト3の内側面3cに接触させて設けられたプロペラシャフト1の横断面図示している。他方、図16(b)は犠牲金属5がバランスウエイト3の外側面3bに接触させて設けられたプロペラシャフト1の横断面図示している。
 図16(a)に示すように、本変形例では、前記第3実施形態に係る2つの突起部3aが廃止され、平面視ほぼ中央位置に貫通孔33aを有するウエイト本体33が、前記第2実施形態と同様に、リベット34を介して軸部材2に固定されている。なお、リベット34は、前記第2実施形態と同様に、フランジ部34bを介して軸部材2に溶接されている。
 また、本変形例では、前記第3実施形態に係る2つの係合孔5aが廃止され、代わりに、犠牲金属5の平面視ほぼ中央位置に、リベット34(リベット本体34a)が貫通する貫通孔5bが形成されている。すなわち、本変形例に係る犠牲金属5は、バランスウエイト32のウエイト本体33の内側に配置され、貫通孔5bを貫通したリベット34により、ウエイト本体33と一緒に共締め固定されている。
 ここで、犠牲金属5は、図16(b)に示すように、バランスウエイト32のウエイト本体33の外側に配置され、リベット34によってカシメ固定されてもよい。
 (プロペラシャフトの製造方法)
 図17は、プロペラシャフト1の製造方法のうち、とりわけバランスウエイト32及び犠牲金属5の取付方法を表した、プロペラシャフト1(軸部材2)の横断面図を示している。なお、図17(a)は、リベット34を溶接する工程、図17(b)は、犠牲金属5をリベット34に挿入する工程、図17(c)は、ウエイト本体33をリベット34に挿入する工程、図17(d)は、リベット34をかしめる工程を示している。
 本変形例でも、前記第1実施形態と同様に、図9に示すフローチャートに沿って、バランスウエイト32が、軸部材2の外周面に取り付けられる。
 特に、バランスウエイト32の溶接工程では、図17(a)に示すように、軸部材2の外周面のうち、図9のステップS3の測定結果を基に特定された取付位置に、リベット34が、フランジ部34bを介して溶接される。続いて、図17(b)に示すように、この軸部材2の外周に溶接されたリベット34のリベット本体34aに対して、該リベット本体34aの他端側から犠牲金属5が挿入される。さらに、図17(c)に示すように、リベット本体34aの他端側から、前記測定結果を基に特定された重量のウエイト本体33が、犠牲金属5に重ねて挿入される。その後、図17(d)に示すように、ウエイト本体33及び犠牲金属5の各貫通孔33a,5bを貫通するリベット本体34aの他端部が潰されて(カシメ加工されて)、カシメ部34cが形成される。これにより、犠牲金属5及びウエイト本体33が、フランジ部34bとカシメ部34cとによって挟み込まれ、リベット34を介して軸部材2に共締め固定される。
 (本変形例の作用効果)
 以上のように、本変形例に係るプロペラシャフト1では、バランスウエイト32は、鉄系金属からなるリベット34と、鉄系金属からなりリベット34が挿入される貫通孔33aが形成された錘であるウエイト本体33と、を有し、犠牲金属5には、リベット34が挿入される貫通孔5bが形成され、バランスウエイト本体33及び犠牲金属5が、リベット34を介して筒体である軸部材2に固定されている。
 このように、本変形例では、犠牲金属5が、リベット34を介してバランスウエイト32のウエイト本体33と一緒に共締め固定されている。このため、犠牲金属5及びウエイト本体33に対する溶接の熱的影響を抑制しつつ、犠牲金属5及びウエイト本体33を容易かつ強固に固定することができる。
 また、本変形例では、犠牲金属5は、バランスウエイト32のウエイト本体33とリベット34との間に設けられている。
 このように、犠牲金属5が、バランスウエイト32を構成するウエイト本体33とリベット34との間に設けられることで、当該犠牲金属5を、リベット34によって共締め固定することができる。これにより、犠牲金属5を容易に取り付けることができ、プロペラシャフト1の製造コストを低減することができる。
 〔参考例〕
 図18は、本発明に係る動力伝達軸の参考例を示している。なお、本参考例では、バランスウエイト35自体が前記犠牲金属5により形成されたもので、他の構成については前記第2実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことで、その説明を省略する。
 (バランスウエイトの構成)
 図18は、バランスウエイト35の取付態様を表したプロペラシャフト1の横断面図を示している。
 図18に示すように、本参考例では、バランスウエイト35が、軸部材2を構成する金属(本実施形態では「鉄系金属」)よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲金属材によって形成されている。ここで、前記犠牲金属材としては、例えば亜鉛、マグネシウム、アルミニウム又はこれらの金属を含む合金が該当し、本参考例では「亜鉛」を採用している。
 (本実施形態の作用効果)
 以上、本参考例のように、バランスウエイト35自体が前記犠牲防食材で形成されることによっても、前記第2実施形態と同様の犠牲防食効果が得られ、プロペラシャフト1の耐久性を向上させることができる。
 本発明は、前記実施形態等で例示した構成や態様に限定されるものではなく、例えばバランスウエイト3等の形状、並びに犠牲金属被膜4及び犠牲金属5の形状及び配置(範囲)については、前述した本発明の作用効果を奏し得るような形態であれば、適用対象の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。
 以上説明した実施形態等に基づく動力伝達軸としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 すなわち、当該動力伝達軸は、その1つの態様において、鉄系金属からなる筒体と、前記筒体の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイトと、を有する動力伝達軸であって、前記バランスウエイトの少なくとも一部が、前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆されている。
 前記動力伝達軸の好ましい態様において、前記バランスウエイトは、板材によって形成され、前記犠牲防食材は、前記バランスウエイトの表面を被覆している。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記犠牲防食材は、少なくとも前記バランスウエイトのうち、前記筒体側の側面、又は前記筒体とは反対側の側面を被覆している。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記犠牲防食材は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなる。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、鉄系金属からなるリベットと、鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、を有し、前記リベットと前記錘の少なくともどちらか一方が、前記犠牲防食材により被覆されている。
 また、別の観点から、前述した実施形態に基づく動力伝達軸は、その一態様として、鉄系金属からなる筒体と、前記筒体の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイトと、を有する動力伝達軸であって、前記バランスウエイトの少なくとも一部に、前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属が設けられている。
 前記動力伝達軸の好ましい態様において、前記バランスウエイトは、板材によって形成され、前記犠牲金属は、前記バランスウエイトの表面に接触させて設けられている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記板材は、突起部を有し、前記犠牲金属は、前記突起部によって位置決めされている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記犠牲金属は、前記筒体と前記バランスウエイトとの間に設けられている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記犠牲金属は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなる。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、鉄系金属からなるリベットと、鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、を有し、前記犠牲金属には、前記リベットが挿入される貫通孔が形成され、前記バランスウエイト及び前記犠牲金属は前記リベットを介して前記筒体に固定されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の態様のいずれかにおいて、前記犠牲金属は、前記バランスウエイトと前記リベットとの間に設けられている。
 また、前述した実施形態等に基づく動力伝達軸の製造方法としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
 すなわち、当該動力伝達軸の製造方法は、その1つの態様において、鉄系金属からなる筒体と、鉄系金属からなり前記筒体の外周面に取り付けられるバランスウエイトと、を有する動力伝達軸の製造方法であって、少なくとも一部が前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆された、重さの異なる複数の前記バランスウエイトを準備する工程と、前記動力伝達軸の回転アンバランスに応じて前記筒体に取り付ける前記バランスウエイトの取付位置及び重量を特定する工程と、前記特定されたバランスウエイトを前記筒体に溶接する工程と、前記バランスウエイトを含め、前記筒体を塗装する工程と、を備える。
 前記動力伝達軸の製造方法の好ましい態様において、前記バランスウエイトは、板材によって形成され、前記犠牲防食材は、前記バランスウエイトの前記筒体との溶接面を被覆している。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、前記筒体の外周面の曲率に対応する曲率をもって湾曲形成されると共に、前記筒体との接触面に溶接用突起が形成されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、前記犠牲防食材をめっきした帯状部材をプレスで打ち抜くことによって形成される。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、帯状部材をプレスによって打ち抜いた後、前記犠牲防食材が被覆される。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトの全体に、前記犠牲防食材が被覆されている。
 さらに別の好ましい態様では、前記動力伝達軸の製造方法の態様のいずれかにおいて、前記バランスウエイトは、鉄系金属からなるリベットと、鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、を有し、前記リベットと前記錘の少なくともどちらか一方が、前記犠牲防食材により被覆され、前記リベットを溶接することにより、前記錘が前記筒体に固定される。

Claims (19)

  1.  鉄系金属からなる筒体と、
     前記筒体の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイトと、
     を有する動力伝達軸であって、
     前記バランスウエイトの少なくとも一部が、前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆されていることを特徴とする動力伝達軸。
  2.  前記バランスウエイトは、板材によって形成され、
     前記犠牲防食材は、前記バランスウエイトの表面を被覆していることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達軸。
  3.  前記犠牲防食材は、少なくとも前記バランスウエイトのうち、前記筒体側の側面、又は前記筒体とは反対側の側面を被覆していることを特徴とする請求項2に記載の動力伝達軸。
  4.  前記犠牲防食材は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達軸。
  5.  前記バランスウエイトは、
     鉄系金属からなるリベットと、
     鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、
     を有し、
     前記リベットと前記錘の少なくともどちらか一方が、前記犠牲防食材により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達軸。
  6.  鉄系金属からなる筒体と、
     前記筒体の外周面に溶接される鉄系金属からなるバランスウエイトと、
     を有する動力伝達軸であって、
     前記バランスウエイトの少なくとも一部に、前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい犠牲金属が設けられていることを特徴とする動力伝達軸。
  7.  前記バランスウエイトは、板材によって形成され、
     前記犠牲金属は、前記バランスウエイトの表面に接触させて設けられていることを特徴とする請求項6に記載の動力伝達軸。
  8.  前記板材は、突起部を有し、
     前記犠牲金属は、前記突起部によって位置決めされていることを特徴とする請求項7に記載の動力伝達軸。
  9.  前記犠牲金属は、前記筒体と前記バランスウエイトとの間に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の動力伝達軸。
  10.  前記犠牲金属は、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、又はこれらの金属を含む合金からなることを特徴とする請求項6に記載の動力伝達軸。
  11.  前記バランスウエイトは、
     鉄系金属からなるリベットと、
     鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、
     を有し、
     前記犠牲金属には、前記リベットが挿入される貫通孔が形成され、
     前記バランスウエイト及び前記犠牲金属は前記リベットを介して前記筒体に固定されていることを特徴とする請求項6に記載の動力伝達軸。
  12.  前記犠牲金属は、前記バランスウエイトと前記リベットとの間に設けられていることを特徴とする請求項11に記載の動力伝達軸。
  13.  鉄系金属からなる筒体と、鉄系金属からなり前記筒体の外周面に取り付けられるバランスウエイトと、を有する動力伝達軸の製造方法であって、
     少なくとも一部が前記筒体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を含有する犠牲防食材によって被覆された、重さの異なる複数の前記バランスウエイトを準備する工程と、
     前記動力伝達軸の回転アンバランスに応じて前記筒体に取り付ける前記バランスウエイトの取付位置及び重量を特定する工程と、
     前記特定されたバランスウエイトを前記筒体に溶接する工程と、
     前記バランスウエイトを含め、前記筒体を塗装する工程と、
     を備えることを特徴とする動力伝達軸の製造方法。
  14.  前記バランスウエイトは、板材によって形成され、
     前記犠牲防食材は、前記バランスウエイトの前記筒体との溶接面を被覆していることを特徴とする請求項13に記載の動力伝達軸の製造方法。
  15.  前記バランスウエイトは、前記筒体の外周面の曲率に対応する曲率をもって湾曲形成されると共に、前記筒体との接触面に溶接用突起が形成されていることを特徴とする請求項14に記載の動力伝達軸の製造方法。
  16.  前記バランスウエイトは、前記犠牲防食材をめっきした帯状部材をプレスで打ち抜くことによって形成されることを特徴とする請求項14に記載の動力伝達軸の製造方法。
  17.  前記バランスウエイトは、帯状部材をプレスによって打ち抜いた後、前記犠牲防食材が被覆されることを特徴とする請求項14に記載の動力伝達軸の製造方法。
  18.  前記バランスウエイトの全体に、前記犠牲防食材が被覆されていることを特徴とする請求項17に記載の動力伝達軸の製造方法。
  19.  前記バランスウエイトは、
     鉄系金属からなるリベットと、
     鉄系金属からなり前記リベットが挿入される貫通孔が形成された錘と、
     を有し、
     前記リベットと前記錘の少なくともどちらか一方が、前記犠牲防食材により被覆され、
     前記リベットを溶接することにより、前記錘が前記筒体に固定されることを特徴とする請求項13に記載の動力伝達軸の製造方法。
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